DE29720094U1

DE29720094U1 - Fastening device

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Publication number: DE29720094U1
Application number: DE29720094U
Authority: DE
Original assignee: ITW Automotive Products GmbH
Current assignee: ITW Automotive Products GmbH
Priority date: 1997-11-12
Filing date: 1997-11-12
Publication date: 1999-03-18
Anticipated expiration: 2007-11-13
Also published as: BR9804035A

Description

Fastening device

Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a fastening device according to the preamble of claim 1.

Allgemein sind Befestigungsvorrichtungen für ein zu befestigendes Teil an einem Trägerteil bekannt, bei denen eine Schraube durch eine Durchgangsbohrung im zu befestigenden Teil geführt und in eine Gewindebohrung im Trägerteil eingeschraubt ist. Bekannterweise kann dabei der Schraubenkopf einen unterseitigen, zum Schraubenschaft gerichteten Absatz bilden, der auf dem Randbereich der Durchgangsbohrung aufliegt und so das zu befestigende Teil gegen das Trägerteil verspannt.Fastening devices for a part to be fastened to a support part are generally known, in which a screw is guided through a through hole in the part to be fastened and screwed into a threaded hole in the support part. As is known, the screw head can form a shoulder on the underside directed towards the screw shaft, which rests on the edge area of the through hole and thus clamps the part to be fastened against the support part.

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Dresdner Bank AG Hamburg, Nr. 933 60 35 (BLZ 200 800 00)Deutsche Bank AG Hamburg, No. 05 28497 (bank code 200 700 00) · Postbank Hamburg, No. 28 42 206 (bank code 200 100 20)
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-2--2-

Bekannterweise können Schrauben einen zusätzlichen Absatz im Bereich des Übergangs von Gewinde zum Schaft aufweisen. Dieser Absatz begrenzt das Einschrauben des Gewindes in die Gewindebohrung, indem er, wenn das Gewinde in die Gewindebohrung eingeschraubt ist, auf dem Randbereich der Gewindebohrung zur Auflage kommt.As is well known, screws can have an additional step in the area of the transition from the thread to the shaft. This step limits the screwing of the thread into the threaded hole by resting on the edge area of the threaded hole when the thread is screwed into the threaded hole.

Beim Befestigen einer derartigen Schraube wird, sobald der Absatz zum Begrenzen des Einschraubens zur Auflage kommt, der Randbereich der Gewindebohrung durch Reibung der Absatzfläche auf dem Randbereich mit Riefen und anderen Reibspuren verformt. Beim Lösen der Schraube werden diese Verletzungsspuren der dortigen Oberfläche sichtbar. Dies ist, insbesondere bei hochwertigen Teilen, z.B. auf Zylinderköpfen von Automobil-Verbrennungsmotoren befestigten Zylinderkopfhauben, störend und nachteilig.When fastening such a screw, as soon as the step that limits the screwing in comes into contact, the edge area of the threaded hole is deformed with grooves and other friction marks due to friction of the step surface on the edge area. When the screw is loosened, these signs of damage to the surface there become visible. This is annoying and disadvantageous, especially with high-quality parts, e.g. cylinder head covers attached to cylinder heads of automobile combustion engines.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung zu schaffen, bei der der Randbereich der Gewindebohrung beim Begrenzen des Einschraubens der Schraube weniger verletzt wird.The present invention is based on the object of creating a fastening device in which the edge area of the threaded hole is less damaged when limiting the screwing in of the screw.

Diese Aufgabe wird durch eine Befestigungsvorrichtung mit den in Anspruch 1 formulierten Merkmalen gelöst.This object is achieved by a fastening device having the features formulated in claim 1.

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Erfindungsgemäß weist eine Befestigungsvorrichtung für ein zu befestigendes Teil an einem Trägerteil, insbesondere für Zylinderkopfhauben auf Zylinderköpfen von Automobil-Verbrennungsmotoren, eine Schraube auf mit einem Gewindeabschnitt, einem Schaftabschnitt und einem Kopfabschnitt, wobei ein erster Absatz mit zum Gewindeabschnitt gerichteter Absatzfläche im Schaftabschnitt das Einschrauben des Gewindeabschnitts in eine Gewindebohrung im Trägerteil begrenzt. Dabei liegt eine ringförmige Scheibe mit ihrer einen Seite an dem Absatz an und mit ihrer zweiten Seite auf dem Randbereich der Gewindebohrung auf, um den Randbereich vor Verformung durch Reiben zu schützen.According to the invention, a fastening device for a part to be fastened to a carrier part, in particular for cylinder head covers on cylinder heads of automobile internal combustion engines, has a screw with a threaded section, a shaft section and a head section, wherein a first shoulder with a shoulder surface in the shaft section directed towards the threaded section limits the screwing of the threaded section into a threaded hole in the carrier part. An annular disk rests with one side on the shoulder and with its second side on the edge area of the threaded hole in order to protect the edge area from deformation due to friction.

Dazu kann die Scheibe erfindungsgemäß aus weicherem Material bestehen als der Randbereich der Gewindebohrung, so daß sich Reibspuren allenfalls im weicheren Material der Scheibe ausbilden. Vorzugsweise sind die Reibverhältnisse zwischen der Scheibe und der Absatzfläche einerseits und der Scheibe und dem Randbereich der Gewindebohrung andererseits so beschaffen sein, daß es zu keiner Relativbewegung, also auch zu keiner Reibung, zwischen der Scheibe und dem Randbereich kommt, sondern die Relativbewegung nur zwischen der Scheibe und der Absatzfläche der Schraube stattfindet, weil die Scheibe bezüglich des Randbereichs der Gewindebohrung wegen der dort höheren (Haft-)Reibkraft ortsfest liegt, so daß sich Reibspuren allenfalls auf der dem Absatz zugewandten Seite der Scheibe zeigen. Diese zum Haften führende höhere Reibung zwischen Scheibe und Randbereich der Gewindebohrung als zwischen Scheibe und Absatzfläche kann durch eine dort größereFor this purpose, the disk can be made of softer material than the edge area of the threaded hole, so that friction marks only form in the softer material of the disk. Preferably, the friction conditions between the disk and the shoulder surface on the one hand and the disk and the edge area of the threaded hole on the other hand are such that there is no relative movement, and therefore no friction, between the disk and the edge area, but the relative movement only takes place between the disk and the shoulder surface of the screw, because the disk is stationary with respect to the edge area of the threaded hole due to the higher (adhesive) friction force there, so that friction marks only appear on the side of the disk facing the shoulder. This higher friction between the disk and the edge area of the threaded hole than between the disk and the shoulder surface, which leads to adhesion, can be achieved by a larger

-4-Kontaktfläche,
aber auch durch eine die Haftreibung begünstigende Materialpaarung oder Oberflächenbeschaffenheit erfindungsgemäß gewährleistet sein.-4-Contact surface,
but can also be ensured according to the invention by a material pairing or surface finish that promotes static friction.

Um zusätzlich ein unbeabsichtigtes Lösen der Schraube, z.B. aufgrund von Vibrationen der Anordnung, zu verhindern, kann die Scheibe erfindungsgemäß als Federscheibe, insbesondere nach Art einer Tellerfeder, ausgestaltet sein. Der Kopfabschnitt am dem Gewindeabschnitt gegenüberliegenden Ende zum Betätigen der Schraube weist einen zum Schaftabschnitt gerichteten zweiten Absatz auf, der dem Aufbringen einer Kraft zum Andrücken des zu befestigenden Teils gegen das Trägerteil dient.In order to additionally prevent the screw from being accidentally loosened, e.g. due to vibrations of the arrangement, the washer can be designed according to the invention as a spring washer, in particular in the manner of a disc spring. The head section at the end opposite the threaded section for actuating the screw has a second shoulder directed towards the shaft section, which serves to apply a force to press the part to be fastened against the carrier part.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Ausfuhrungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.Embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung, Fig. 1 shows a sectional side view of a fastening device according to the invention,

Fig. 2 zeigt eine alternative Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Scheibe als Ausschnitt aus Fig. 1,Fig. 2 shows an alternative embodiment of a pane according to the invention as a detail from Fig. 1,

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-5--5-

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausfuhrungsform des Schraubenkopfbereichs als Ausschnitt aus Fig. 1,Fig. 3 shows an alternative embodiment of the screw head area as a section from Fig. 1,

Fig. 4 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform des Schraubenkopfbereichs als Ausschnitt aus Fig. 1,Fig. 4 shows another alternative embodiment of the screw head area as a section of Fig. 1,

Fig. 5 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform des Schraubenkopfbereichs als Ausschnitt aus Fig. 1, undFig. 5 shows another alternative embodiment of the screw head area as a detail from Fig. 1, and

Fig. 6 zeigt eine weitere alternative Ausfuhrungsform des Schraubenkopfbereichs als Ausschnitt aus Fig. 1.Fig. 6 shows another alternative embodiment of the screw head area as a section from Fig. 1.

Mit Bezug auf Fig. 1 ist eine Befestigungsvorrichtung 2 zu sehen, die eine Schraube 8 aufweist, mitteis derer ein zu befestigendes Teil 4 an einem Trägerteil 6 festgeschraubt ist. Ein Gewindeabschnitt 10 der Schraube 8 ist dazu in eine entsprechende Gewindebohrung 12 des Trägerteils 6 eingeschraubt, und zwar so weit, daß ein erster Absatz 18 oberhalb des Gewindeabschnitts auf der Oberseite einer ringförmigen, mit der Schraube 8 koaxialen Scheibe 26 aufliegt und die Unterseite der Scheibe 26 auf dem Randbereich 28 der Gewindebohrung 12 des Trägerteils 6. Der erste Absatz 18 begrenzt über die Scheibe 26 das Einschrauben der Schraube 8.Referring to Fig. 1, a fastening device 2 can be seen which has a screw 8 by means of which a part 4 to be fastened is screwed onto a carrier part 6. For this purpose, a threaded section 10 of the screw 8 is screwed into a corresponding threaded hole 12 of the carrier part 6, to such an extent that a first step 18 above the threaded section rests on the top of an annular disk 26 coaxial with the screw 8 and the underside of the disk 26 rests on the edge region 28 of the threaded hole 12 of the carrier part 6. The first step 18 limits the screwing in of the screw 8 via the disk 26.

-6-Ein
Schaftbereich 14 der Schraube 8 erstreckt sich vom Gewindeabschnitt IO durch eine Durchgangsbohrung 16 im zu befestigenden Teil 4 bis zu einem Kopfabschnitt 20 zum Betätigen der Schraube 8. Der untere Rand des Kopfbereichs 20 ist als Bund 30 ausgebildet und bildet unterseitig einen zweiten Absatz 22, der auf dem Randbereich 24 der Durchgangsbohrung 16 aufliegt. Über diese Absatzfläche 22 hält die Schraube 8 das zu befestigende Teil 4 auf dem Trägerteil 6. Der Abstand zwischen dem ersten Absatz 18 und dem zweiten Absatz 22 ist, der Höhe des zu befestigenden Teils 4 im Bereich der Durchgangsbohrung 16 entsprechend, so toleriert, daß eine gewünschte Befestigungskraft entsteht.-6-One
The shaft area 14 of the screw 8 extends from the threaded section IO through a through hole 16 in the part 4 to be fastened to a head section 20 for operating the screw 8. The lower edge of the head area 20 is designed as a collar 30 and forms a second shoulder 22 on the underside, which rests on the edge area 24 of the through hole 16. The screw 8 holds the part 4 to be fastened to the support part 6 via this shoulder surface 22. The distance between the first shoulder 18 and the second shoulder 22 is tolerated in accordance with the height of the part 4 to be fastened in the area of the through hole 16, so that a desired fastening force is created.

In der Absatzfläche des zweiten Absatzes 22 ist koaxial mit der Schraube 8 eine ringförmige Nut 40 ausgebildet, in der ein Gummi-O-Ring 40 als Dichtung angeordnet ist. Der Dichtring 40 dichtet die Durchgangsbohrung 16 nach außen ab.In the shoulder surface of the second shoulder 22, an annular groove 40 is formed coaxially with the screw 8, in which a rubber O-ring 40 is arranged as a seal. The sealing ring 40 seals the through hole 16 to the outside.

Mit Bezug auf Fig. 2 ist die ringförmige Scheibe 26 aus Fig. 1 durch eine ringförmige Federscheibe 26' ersetzt, die nach Art einer Tellerfeder den eingeschraubten Gewindeabschnitt 10 gegen den Randbereich einer Durchgangsbohrung vorspannen kann, um unbeabsichtigtes Lösen der Schraubverbindung, z.B. aufgrund von Vibrationen, zu verhindern, wobei sich die ringförmige Federscheibe 26 am Absatz 18 im Schaftbereich 14 der Schraube 8 abstützt.With reference to Fig. 2, the annular disk 26 from Fig. 1 is replaced by an annular spring disk 26', which can preload the screwed-in threaded section 10 against the edge area of a through hole in the manner of a disc spring in order to prevent unintentional loosening of the screw connection, e.g. due to vibrations, wherein the annular spring disk 26 is supported on the shoulder 18 in the shaft area 14 of the screw 8.

'JJ* I I * **&Sgr; ·'JJ* II * **&Sgr; ·

-7--7-

Sowohl die ringförmige Scheibe 26 nach Fig. 1 als auch die ringförmige Federscheibe 26' nach Fig. 2 können auf der Schraube 8 vormontiert und vom Abfallen über den Gewindeabschnitt durch Formschluß gesichert sein.Both the annular disk 26 according to Fig. 1 and the annular spring disk 26' according to Fig. 2 can be pre-mounted on the screw 8 and secured against falling off via the threaded section by positive locking.

Mit Bezug auf Fig. 3 ist der Bereich des Schraubenkopfes 20 der Schraube 8 nach Fig. 1 dahingehend variiert, daß sich in dem Absatz 22 des Bundes 30 keine ringförmige mit der Schraube koaxiale Nut befindet, sondern ein Gummidichtring 32 an der Absatzfläche des Absatzes 22 koaxial mit der Schraube 8 anliegt und durch Aufliegen auf dem Randbereich einer Durchgangsbohrung in einem zu befestigenden Teil beim Einschrauben der Schraube 8 die Durchgangsbohrung nach außen dichtet.With reference to Fig. 3, the area of the screw head 20 of the screw 8 according to Fig. 1 is varied in that there is no annular groove coaxial with the screw in the shoulder 22 of the collar 30, but rather a rubber sealing ring 32 rests on the shoulder surface of the shoulder 22 coaxial with the screw 8 and, by resting on the edge area of a through hole in a part to be fastened, seals the through hole to the outside when the screw 8 is screwed in.

Mit Bezug auf Fig. 4 ist die Anordnung nach Fig. 3 durch eine zweite ringförmige Scheibe ergänzt, die koaxial mit der Schraube 8 zwischen dem Dichtring 34 und der Absatzfiäche des Absatzes 22 angeordnet ist, um die Scherbelastung des Dichtrings 32 beim Einschrauben der Schraube 8 zu vermindern, dadurch daß die Absatzfläche des Absatzes 22 auf der Oberseite der ringförmigen Scheibe 36 abgleitet und nicht auf der Oberseite des Dichtrings 32.With reference to Fig. 4, the arrangement according to Fig. 3 is supplemented by a second annular disk which is arranged coaxially with the screw 8 between the sealing ring 34 and the shoulder surface of the shoulder 22 in order to reduce the shear stress on the sealing ring 32 when screwing in the screw 8, in that the shoulder surface of the shoulder 22 slides on the upper side of the annular disk 36 and not on the upper side of the sealing ring 32.

Beide Dichtringe nach Fig. 3 und 4 weisen innenseitig einen umlaufenden Bund 34 auf, der auf der Oberfläche des Schaftabschnitts 14 der Schraube 8 aufliegt und dafür sorgt, daß der Dichtring 32 vormontiert sein kann und dann nicht mehr von der Schraube 8 abfällt.Both sealing rings according to Fig. 3 and 4 have a circumferential collar 34 on the inside, which rests on the surface of the shaft section 14 of the screw 8 and ensures that the sealing ring 32 can be pre-assembled and then no longer falls off the screw 8.

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Mit Bezug auf Fig. 6 ist die Anordnung nach Fig. 4 dahingehend variiert, daß die ringförmige Scheibe 36 nach Fig. 4 durch eine ringförmige Scheibe 36' ersetzt ist, die über den Außendurchmesser des Absatzes 22 hinausragt und anstelle des Axialdichtringes 32 nach Fig. 4 einen Dichtring 32' aufweist, der unterseitig an die ringförmige Scheibe 36' anvulkanisiert ist. Sowohl die ringförmige Scheibe 36' als auch der Dichtring 32' haben einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, der wie bei einer Tellerfeder parallelogrammartig geformt ist, d.h. sowohl die Scheibe 36' als auch der Dichtring 32', die sich unterseitig nacheinander an den Bund 30 der Schraube 8 angliedern, sind radial nach außen abwärts geneigt. Dadurch liegt die unterseitige ringförmige Kontaktfläche des Dichtrings 32' deutlich weiter außen als die oberseitige ringförmige Kontaktfläche der ringförmigen Scheibe 36' mit der Absatzfläche des Absatzes 22 der Schraube 8. Der Dichtring 32' liegt innenseitig an der Oberfläche des Schaftabschnitts 14 der Schraube 8 an.With reference to Fig. 6, the arrangement according to Fig. 4 is varied in that the annular disk 36 according to Fig. 4 is replaced by an annular disk 36' which projects beyond the outer diameter of the shoulder 22 and has a sealing ring 32' instead of the axial sealing ring 32 according to Fig. 4, which is vulcanized onto the underside of the annular disk 36'. Both the annular disk 36' and the sealing ring 32' have a substantially rectangular cross-section which is shaped like a parallelogram like a disc spring, i.e. both the disk 36' and the sealing ring 32', which are attached one after the other to the collar 30 of the screw 8 on the underside, are inclined radially outwards and downwards. As a result, the lower annular contact surface of the sealing ring 32' is located significantly further out than the upper annular contact surface of the annular disk 36' with the shoulder surface of the shoulder 22 of the screw 8. The sealing ring 32' rests on the inside on the surface of the shaft section 14 of the screw 8.

Mit Bezug auf Fig. 5 ist die Anordnung nach Fig. 3 dahingehend variiert, daß der einfache Axialdichtring 34 nach Fig. 3 durch ein ebenfalls direkt an die Absatzfläche des Absatzes 22 der Schraube 8 anliegendes Schall-Entkopplungsteil 32" ersetzt ist. Dieses ebenfalls als Dichtring wirkende Entkopplungsteil 32" weist einen axialen Bund 38 auf, der in die Durchgangsbohrung 16 des zu befestigenden Teils 4 hineinragt und gewährleistet, daß das zu befestigende Teil 4 weder über den SchaftabschnittWith reference to Fig. 5, the arrangement according to Fig. 3 is varied in that the simple axial sealing ring 34 according to Fig. 3 is replaced by a sound decoupling part 32" which also lies directly against the shoulder surface of the shoulder 22 of the screw 8. This decoupling part 32", which also acts as a sealing ring, has an axial collar 38 which projects into the through-hole 16 of the part 4 to be fastened and ensures that the part 4 to be fastened neither extends beyond the shaft section

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noch über den Bund 30 mit der Schraube 8 direkt in Kontakt steht und Schall überträgt. -9- 14
is still in direct contact with the screw 8 via the collar 30 and transmits sound.

Claims

-10- Claims

1. Fastening device (2) for a part (4) to be fastened to a carrier part (6), in particular for cylinder head covers on cylinder heads of automobile internal combustion engines, with a screw (8)

- with a threaded portion (10) at a first end for screwing the screw (8) into a corresponding threaded hole (12) of the carrier part (6),

- with a shaft section (14) which runs through a through hole (16) in the part to be fastened (4) and which has a first shoulder (18) directed towards the threaded section (10) with a larger outer diameter than the threaded section (10), the first shoulder (18) limiting the screwing of the threaded section (10) into the threaded hole (12),
and with a head portion (20) at the second end for actuating the screw (8), which has a second shoulder (22) directed towards the shaft portion (14), wherein the second shoulder (22) serves to apply a force which presses the part to be fastened (4) against the carrier part (6);

- characterized in that an annular disk (26) rests with its first side on the first shoulder (18) and with its second side on the edge region (28) of the threaded bore (12), the edge region (28) of the threaded bore (12) being protected by means of the disk (26) from deformation by

It is protected against rubbing when the shoulder presses over the washer (26) on the edge area (28) of the threaded hole (12) to limit screwing.

2. Fastening device according to claim 1, characterized in that at least the second side of the disc (26) consists of softer material than the edge region (28) of the threaded bore (12).

3. Fastening device according to claim 1 or 2, characterized in that ■ the friction between the one side of the disc (26) and the first shoulder (18) is smaller than between the second side of the disc (26) and the edge region (28) of the threaded bore (12).

4. Fastening device according to claim 3, characterized in that the contact area between the one side of the disc (26) and the first shoulder (18) is smaller than between the second side of the disc (26) and the edge region (28) of the threaded bore (12).

5. Fastening device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the disc is a spring disc (26').

6. Fastening device according to claim 5, characterized in that the disk is a spring washer in the manner of a disc spring (26').

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7. Fastening device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second shoulder (22) has a larger diameter than the through hole (16), the second shoulder (22) acting as a pressing surface with the edge region (24) of the through hole (16) in the part to be fastened.

8. Fastening device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the second shoulder (22) acts as a sealing surface with the edge region (24) of the through-bore (16).

9. Fastening device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the second shoulder (22) is designed as a radially encircling collar (30) on the outside.

10. Fastening device according to one of claims 1 to 9, characterized in that a sealing ring (32, 32', 32") is arranged between the shoulder surface of the second shoulder (22) and the edge region (24) of the through-bore (16).

11. Fastening device according to claim 10, characterized in that the sealing ring (32) has a circumferential, elastic collar (34) on the inside and

-13-that
the collar (34) rests on the inside of the surface of the shaft section (14).

12. Fastening device according to claim 10 or 11, characterized in that an annular washer (36) is arranged between the shoulder surface of the second shoulder (22) and the sealing ring (32).

13. Fastening device according to claim 12, characterized in that the ■ sealing ring (32') is vulcanized onto the washer (36').

14. Fastening device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the sealing ring (32") has an axial collar (38) which projects into the through hole (16).

15. Fastening device according to claim 14, characterized in that the shoulder surface of the second shoulder (22) has an annular groove (40) coaxial with the screw, in which the sealing ring (32) is arranged, wherein at least the outer edge of the shoulder surface of the second shoulder (22) rests on the edge region (24) of the through-bore (16).